钢结构箱型桥梁焊接质量控制技术

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年40卷2月5期   作者: 刘金辉
[导读] 近年来,随着我国改革开放不断发展,经济和科技能力高速提升

        刘金辉
        210303198901012***

        摘要:近年来,随着我国改革开放不断发展,经济和科技能力高速提升,许多行业的发展水平正在受到积极的影响。在我国交通枢纽组成中,钢结构箱型桥梁作为重要的建筑承载结构被广泛的应用,不仅具有较轻的结构,同时满足强度、稳定等要求,已经成为桥梁行业发展中关键的技术,并得到许多专业人士的讨论和研究。
        关键词:钢结构箱型;桥梁焊接;质量控制技术
        引言
        随着中国社会经济和科学技术的不断发展,中国的公路桥梁建设技术也有了很大的进步。钢结构是现代建筑中使用最广泛的结构类型之一。为了保证桥梁的最终施工质量,有必要保证钢结构的质量和焊接性能。建筑业在进行钢结构焊接工作时也从多方面考虑钢结构桥梁的施工,充分了解钢结构焊接工艺的要点,提高钢结构桥梁焊接施工的质量。
        1钢结构箱型桥梁加工制造技术
        1.1钢结构箱型桥梁板单元制造
        (1)下料及加工。在准备钢结构箱型桥梁材料阶段,要严格按照设计图纸进行操作,并遵循工艺流程,使桥梁的板单元材料能够准确的放样和下料,通过焊接过程控制板的收缩情况。另外为得到设计要求的平整表面,要对材料进行提前预处理,能够有效降低材料轧制、运输过程中产生的内应力及残余变形。同时要确保每个尺寸都能在合理的误差范围内,保证加工的零件符合设计要求,需要使用数控切割机下料或机加工的办法准备材料之前,就要对进场材料进行外观化学成分及力学性能试验检查,合格后方可进行,以提高桥梁加工质量的合格率。(2)钢板接料。按照设计要求,许多较长零件的尺寸在拼接的过程中,会出现不同的收缩误差。这就对焊接加工技术提出很高的要求,需要严格按照焊接工艺、流程等执行,确保焊接后的变形符合使用要求,同时达到质量和外观的标准要求。(3)零件矫正。根据设计要求制作的板单元,出现的误差都要保持在合理范围内,所以在进行拼接前,要对材料进行校正。若板单元通过冷作弯曲技术制造的,内侧弯曲半径不宜小于板厚的15倍,不满足时可以采取热弯处理,这样操作材料的尺寸和性能可能发生变化,应该严格控制温度,以此达到预期想要的效果。可以有效的减少结构表面裂缝数量。当材料使用热矫正技术时,要确保其温度在600℃-800℃之间,或按设计要求处理。经过这种技术处理后,要减缓零件冷却速度,并且不能对结构进行打击或浇水处理,防止材料出现裂缝或发生扭曲情况。(4)板单元的组装。完成了材料的下料和校正之后,在准备进行组装工作前,施工人员要熟悉安装流程,对所有将要进行组装的零件,对其外观质量和编号进行严格的检查,特别对其直线度、平整度外观尺寸做详细的检查。在组装的过程中,如果出现锈迹等情况,需要及时的处理。根据设计标准,要求所有部件的焊接能够精准到位。在对接焊缝、纵向接缝和板肋角接相会时的处理,出现的距离要大于100mm。根据组装流程,施工人员对组装位置,尺寸和质量,都要进行检验,在完成组装后,在结构显著位置将生产序列号、结构零件号都要详细的标注。
        1.2?钢结构箱型桥梁梁段制造
        (1)底板单元组焊。根据施工需要钢箱梁的节段制作也是采用专用胎架技术,底板单元的组装根据装焊流程采用对称施工,首先按工艺文件要求先固定中间及箱梁两边各一块底板单元板,有时为了提高胎架使用周转率,可以二拼一后再上胎架,纵横向和胎架上的标记点对应后固定在胎架上,固定之前检查底板单元定位线间距、平面度以及底板与胎架模板的贴合程度和控制点标高。(2)横隔板单元及腹板组焊。对横隔板单元和腹板单元进行组焊过程中,将底板的纵、横基准线作为组装基准,完成横隔板组装。然后在底板和其对接位置处进行焊接固定,而后对腹板进行组装,按照底板上修正后的位置线将腹板同横隔板对接,并对产生的接缝焊接固定。每个横隔板的端部面,使用工具对垂直度和直线度还有平面度进行测量,确定符合标准后进行焊接固定。

(3)顶板单元的组装。顶板单元的组焊,首先对合底板上转移上来的纵横向地标定位桥中顶板单元和箱梁两侧顶板双拼单元,必要时适当调整横隔板的位置,保证与顶板齿形板的安装对位,检查顶板控制点标高和从横向平面度,定位合格后与横隔板定位焊固定。
        2焊接变形控制
        在对结构部件进行焊接和冷却之后,焊缝位置和焊接热影响区的残余应力较大,导致焊接部件变形,从而对结构部件的质量和性能产生不利影响。变形的类型包括平面内垂直和水平收缩变形,焊缝旋转变形和平面外横向弯曲变形(角度变形),垂直弯曲变形,波浪形变形和扭转变形。在该项目中,开发了以下技术措施来控制焊接变形。
        2.1优化的焊接设计
        分割宽达4m的钢制箱形梁面板时,应尽量减少焊接数量并使用大尺寸构件。这减少了钢板元件之间的对接焊接。合理选择焊接形状和坡口尺寸,以最大程度减少沉积的金属总量并减少焊接变形。焊缝位置正确且对称分布,以利于焊接并避免最大应力。
        2.2采取技术措施
        (1)确保焊接收缩量。对于板状元件平面中的垂直和水平收缩变形,长度方向保留用于制造过程中的二次切削余量,以使梁段的长度满足焊接和收缩后的结构要求。在焊接钢箱梁截面之后,再进行焊接。冲切电路板单元时,请使用正公差,对接焊接电路板单元时,请在焊接间隙上施加一定的焊接收缩量,以确保焊接后的整体尺寸。(2)设置变形防止。防止变形的方法通常用于板单元的焊接引起的面外横向弯曲变形。板单元焊接到抗变形框架。在板件的拼接焊接过程中,保留了变形防止功能,以减少焊接后的变形量。在整个组装过程中,框架保留用于侧向桥梁焊接,以固定钢箱梁。横向平直度符合要求。(3)将焊缝固定在平板单元上,以限制焊接变形。组装时,将底板焊接到轮胎框架的软管板上,以防止焊接后底板变形。通常使用软管板或压力法固定板单元的对焊和T焊。(4)选择合理的焊接顺序和焊接方向。
        2.3广应用缆式焊丝高效焊接工艺
        目前缆式焊丝已经研制成功,正处于推广应用阶段,是一种高效、优质和低耗的焊接材料,具有高效节能(熔敷效率高、焊接熔深大、节省电能)的突出优点。焊接1m长(焊脚尺寸K=10mm)的角焊缝,分别采用f2.4mm的缆式焊丝气体保护焊、f4mm的缆式焊丝埋弧焊与传统的f1.2mm的实芯焊丝气体保护焊、f5mm的实芯焊丝埋弧焊进行对比焊接试验,统计熔敷速度、焊接效率、用电量,对比经济效益。试验结果对比得出如下结论:①f2.4mm的缆式气保焊丝与常用f1.2mm的实芯气保焊丝相比,熔敷效率前者是后者的1.6~1.7倍,耗电量二者基本相当。②直径4mm的缆式焊丝与常用直径5mm的焊丝埋弧焊相比,熔敷效率前者是后者的1.5~1.7倍,耗电量后者是前者的1.5~1.7倍。
        结语
        结合钢结构桥梁的特点和优势,钢结构桥梁已经成为我国桥梁发展的重要方向。这就要求我国技术人员,能够不断优化和改进施工技术,使桥梁更加具有稳定能力和安全性。随着我国社会发展不断加快,许多桥梁建设要根据实际情况做出调整,同时也要根据质量要求,不断提升建设效率和管理水平,为我国桥梁建设奠定坚实的基础。
        参考文献
        [1]汤超.浅谈钢箱拱桥冬季焊接施工质量控制措施[J].建筑工程技术与设计,2019,(16):2983-2983.
        [2]姚杰华.浅谈钢结构桥梁焊接冬季施工质量控制要点[J].建筑工程技术与设计,2019,(6):1216-1216.
        [3]张朋.桥梁钢结构焊接质量控制[J].城市建设理论研究(电子版),2019,(10):1746-1746.
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